多层架构设计及其在数据模型中的应用

在现代软件工程中，多层架构是一种常见的设计模式，它通过将应用程序划分为多个层次来提高模块化和可维护性。本文将探讨多层架构的设计原则，以及如何利用子层集和数据模型的层次结构来构建高效的应用程序。

应用接口

应用程序接口是程序与外部消费者集和外部数据源集交互的桥梁。外部消费者可以是数据的消费者或生产者，而外部数据源同样可以扮演这两种角色。为了构建多层架构，定义应用程序的边界是必要的。应用程序的上边界界定了应用程序的功能区域和外部消费者的区域，而下边界则界定了应用程序功能和外部数据源的区域。通过应用边界的概念，可以定义应用程序的接口。

应用程序的输入接口位于上边界，是应用程序功能与外部消费者交互的入口。输入接口的例子包括视觉界面（由一系列视觉表单组成）和数据传输接口（由一系列服务器端端点组成）。如果应用程序不与外部消费者交互，输入接口就是内部接口，由内部应用程序计划或一组计时器组成。

外部数据源可以分为本地数据源和远程数据源两种类型。应用程序可以直接与本地数据源交互，无需使用驱动程序和软件库。本地数据源的例子包括本地文件和本地网络中的共享文件，以及USB/COM/LPT端口。应用程序的输出接口位于下边界，是应用程序功能与远程数据源交互的入口。输出接口的元素包括客户端套接字、与Web服务交互的代理对象、数据库驱动程序和外部设备驱动程序。远程数据源的例子包括服务器和桌面数据库、FTP服务器、目录服务（LDAP、Active Directory）、电子邮件和文档存储系统。

应用层的同质结构

多层应用程序架构可以表示为具有同质结构的层集。每一层由一组子层组成。一个多级应用程序由一组相互交互的多层应用程序组成。任何应用程序都可以表示为1层或多级应用程序，其中每一层都是一个多层应用程序。

多层架构基于每一层的同质结构和层之间的层次交互。应用层由层功能和层数据组成。层功能由操作和事件组成。层数据组织为一组数据模型。

应用层的同质性意味着任何一层的结构都是相同的子层集合，子层之间的交互模式也相同。层之间的交互层次结构如下：相邻层和同一层的子层之间的交互是单向的；层的数据模型之间的数据交换是双向的。

子层由子层API组成，该API可以从上层或子层访问，以及子层的内部功能。子层API由一组子层操作组成。

应用层和子层的结构和内容描述